文件：Laravel 10 爬蟲 API 服務設計
1. 引言
本文件旨在詳細說明 Laravel 10 爬蟲 API 服務的設計，包括 API 規範、資料建模和系統架構。本服務旨在提供一個可擴展、高效能的平台，用於爬取網站內容並儲存結構化數據。
- 身份驗證：
- 使用
tymon/jwt-auth套件進行 JWT 身份驗證，確保 API 端點的安全性。 - 使用 Laravel Gates 或 Policies 實現授權機制，控制使用者存取權限。
- 使用
- API 特性：
- RESTful 設計，使用 HTTP 方法 (POST, GET) 和資源。
- GET 端點具備冪等性，多次調用產生相同結果。
- 端點：
POST /auth/login：使用者登入，取得 JWT。POST /crawl/single：爬取單個頁面 (需要 JWT 驗證)。POST /crawl/website：爬取整個網站 (需要 JWT 驗證)。GET /crawl/{id}：檢索爬取結果 (需要 JWT 驗證)。POST /crawl/{id}/suspend：暫停爬取任務 (需要 JWT 驗證)。
- 輸入參數：
URL(必填)：要爬取的 URL。depth(可選)：爬取深度 (預設為 1)。rules(可選)：數據提取規則 (JSON 格式)。
- 輸出格式：
- JSON 響應，包含爬取結果或錯誤訊息。
3. 資料建模 (UML)
- UML 類別圖：
程式碼片段
classDiagram
class users {
+BIGINT id
+VARCHAR name
+VARCHAR email
+TIMESTAMP email_verified_at
+VARCHAR password
+VARCHAR remember_token
+TIMESTAMP created_at
+TIMESTAMP updated_at
}
class password_resets {
+VARCHAR email
+VARCHAR token
+TIMESTAMP created_at
}
class personal_access_tokens {
+BIGINT id
+VARCHAR tokenable_type
+BIGINT tokenable_id
+VARCHAR name
+VARCHAR token
+TEXT abilities
+TIMESTAMP last_used_at
+TIMESTAMP expires_at
+TIMESTAMP created_at
+TIMESTAMP updated_at
}
class failed_jobs {
+BIGINT id
+VARCHAR uuid
+TEXT connection
+TEXT queue
+TEXT payload
+TEXT exception
+TIMESTAMP failed_at
}
class jobs {
+BIGINT id
+VARCHAR queue
+TEXT payload
+TINYINT attempts
+INT reserved_at
+INT available_at
+INT created_at
}
class migrations {
+INT id
+VARCHAR migration
+INT batch
}
class crawl_tasks {
+BIGINT id
+VARCHAR url
+INT depth
+JSON rules
+VARCHAR status
+JSON result
+TIMESTAMP created_at
+TIMESTAMP updated_at
}
class crawled_pages {
+BIGINT id
+BIGINT crawl_task_id
+VARCHAR url
+VARCHAR title
+LONGTEXT content
+INT http_status
+TIMESTAMP crawled_at
+TIMESTAMP created_at
+TIMESTAMP updated_at
}
class crawled_images {
+BIGINT id
+BIGINT crawled_page_id
+VARCHAR url
+VARCHAR file_path
+INT file_size
+TIMESTAMP created_at
+TIMESTAMP updated_at
}
class crawled_videos {
+BIGINT id
+BIGINT crawled_page_id
+VARCHAR url
+VARCHAR file_path
+INT file_size
+TIMESTAMP created_at
+TIMESTAMP updated_at
}
class metadata {
+BIGINT id
+BIGINT crawled_page_id
+VARCHAR key
+TEXT value
+TIMESTAMP created_at
+TIMESTAMP updated_at
}
crawl_tasks "1" -- "*" crawled_pages : has
crawled_pages "1" -- "*" crawled_images : has
crawled_pages "1" -- "*" crawled_videos : has
crawled_pages "1" -- "*" metadata : has
- 資料表解釋：
crawl_tasks：儲存爬取任務資訊。crawled_pages：儲存已爬取的網頁內容。crawled_images：儲存爬取的圖像資訊。crawled_videos：儲存爬取的影片資訊。metadata：儲存爬取資源的元數據。- 基本 Laravel 資料表：
users、password_resets、personal_access_tokens、failed_jobs、jobs、migrations。
- 關係解釋：
crawl_tasks和crawled_pages之間為一對多關係。crawled_pages和crawled_images、crawled_videos、metadata之間均為一對多關係。
4. 系統架構
- 架構圖：
程式碼片段
graph LR
A[使用者] --> B(負載平衡器);
B --> C{API 伺服器群組};
C --> D[Redis 隊列];
D --> E{隊列工作者群組};
E --> F[資料庫];
C --> F;
F --> G[檔案儲存 (S3)];
- 組件解釋：
- **使用者：**發送 API 請求的客戶端。
- **負載平衡器：**將 API 請求分配到多個 API 伺服器，實現負載平衡和高可用性。
- **API 伺服器群組：**運行 Laravel 10 API 服務的多個伺服器實例。
- **Redis 隊列：**儲存爬取任務的隊列，用於非同步處理。
- **隊列工作者群組：**運行隊列工作者的多個伺服器實例。
- **資料庫：**儲存爬取任務、結果和元數據。
- **檔案儲存 (S3)：**儲存圖像和影片檔案。
- 基礎設施：
- **可擴展性：**使用負載平衡、隊列和自動擴展組。
- **雲服務：**使用 AWS 或其他雲端服務提供商的服務。
- **數據效率：**使用資料庫索引、快取和檔案儲存服務。
- 應用架構：
- **編程語言和框架：**PHP 和 Laravel 10。
- **請求管理：**使用負載平衡和隊列。
- **性能優化：**使用 Laravel Telescope、快取和優化資料庫查詢。
5. 結論
本設計文件詳細說明了 Laravel 10 爬蟲 API 服務的各個方面。透過 JWT 身份驗證、RESTful API 設計、完善的資料建模和可擴展的系統架構，本服務能夠高效、安全地處理大量的爬取任務。
好的，以下是重新排版後的加分項和詳細設計考量：
加分項：
- 重複任務減少：
- URL 正規化：
- 在將 URL 加入隊列之前，進行正規化處理，例如：移除多餘的斜線、參數排序、轉換為小寫等，確保相同內容的 URL 被視為同一個。
- URL 指紋：
- 使用 URL 的雜湊值（例如：MD5 或 SHA-256）作為指紋。
- 在資料庫中建立一個表格，用於儲存已爬取的 URL 指紋。
- 在加入隊列之前，檢查 URL 指紋是否已存在，如果存在，則跳過該任務。
- URL 正規化：
- 避免速率限制：
- 延遲請求：
- 在發送 HTTP 請求之前，加入隨機延遲，避免短時間內發送大量請求。
- 根據目標網站的響應時間和速率限制，動態調整延遲時間。
- IP 輪換：
- 使用多個 IP 位址進行爬取，避免單一 IP 被封鎖。
- 可以使用代理伺服器或 VPN 服務。
- User-Agent 輪換：
- 隨機變更 User-Agent，模擬不同瀏覽器或使用者。
- 遵守 robots.txt：
- 在爬取之前，解析目標網站的
robots.txt檔案，遵守網站的爬取規則。
- 在爬取之前，解析目標網站的
- HTTP 狀態碼處理：
- 監控 HTTP 狀態碼，如果收到 429 (Too Many Requests) 或其他速率限制相關的狀態碼，則暫停爬取並稍後重試。
- 延遲請求：
- 數據保留：
- 資料庫清理：
- 使用 Laravel 的排程任務 (Scheduled Tasks)，定期清理過期的爬取數據。
- 例如：每天凌晨執行一次清理任務，刪除超過指定時間（例如：30 天）的爬取記錄。
- 檔案儲存清理：
- 對於儲存在檔案儲存服務（例如：AWS S3）中的多媒體檔案，也需要定期清理。
- 可以使用檔案儲存服務的生命週期規則，自動刪除過期的檔案。
- 資料歸檔：
- 如果需要長期保留爬取數據，可以將數據歸檔到其他儲存系統中，例如：AWS Glacier。
- 資料庫清理：
- 定期刷新：
- 排程任務：
- 使用 Laravel 的排程任務，定期將需要刷新的網站或網頁加入隊列。
- 可以根據網站的更新頻率，設定不同的刷新間隔。
- 版本控制：
- 在
crawled_pages表格中，增加一個版本欄位，用於記錄網頁內容的版本。 - 在刷新時，比較新舊版本，如果內容發生變化，則更新資料庫。
- 在
- 條件刷新：
- 根據特定條件，觸發網站或網頁的刷新。
- 例如：如果網站的內容發生重大變化，則手動觸發刷新任務。
- 排程任務：
- 安全性：
- 使用 JWT 身份驗證和授權機制，保護 API 端點的安全性。
- 對使用者輸入進行驗證和過濾，防止 SQL 注入和 XSS 攻擊。
- 限制 API 存取權限，只允許授權的使用者存取敏感資料。
- 可擴展性：
- 使用負載平衡器、隊列和自動擴展組，實現系統的水平擴展。
- 使用 Redis 快取和資料庫索引，提高資料存取效能。
- 使用非同步任務處理，減少 API 請求的響應時間。
- 可靠性：
- 使用雲端服務提供商的服務，確保系統的高可用性和容錯性。
- 實作錯誤處理和日誌記錄機制，方便排查問題。
- 定期備份資料，防止資料遺失。
- 效能：
- 優化資料庫查詢，減少資料庫負載。
- 使用快取機制，減少資料庫存取次數。
- 使用 CDN 快取靜態資源，提高網站載入速度。
- 監控系統效能，及時發現和解決效能問題。
- 可維護性：
- 使用 Laravel 框架和遵循 PSR 標準，提高程式碼的可讀性和可維護性。
- 使用單元測試和整合測試，確保程式碼的品質。
- 編寫詳細的程式碼註解和文件，方便團隊協作。
以下是我為實現這些目標所採取的關鍵策略：
1. 非同步任務處理（隊列）：
- 我利用 Laravel 的隊列系統，將網頁爬取任務放入 Redis 隊列中。
- 這使得 API 能夠快速響應爬取請求，而實際的爬取工作則在後台非同步執行。
- 這種方式避免了長時間的同步請求，提高了 API 的響應速度。
2. 可擴展的系統架構：
- 我設計了可擴展的系統架構，使用負載平衡器、隊列工作者群組和雲端服務。
- 這使得系統能夠根據負載情況動態調整資源，處理大量的爬取任務，同時保持高效能。
- 透過負載平衡器將 api 的請求分散到多個api伺服器。
- 透過多個工作者群組，處理大量的爬取任務。
3. 資料庫和快取優化：
- 我建議使用資料庫索引和 Redis 快取，優化資料存取效能。
- 這減少了資料庫查詢的負擔，提高了資料檢索的速度。
- 使用redis 快取熱門的爬取資料。
4. 速率限制和錯誤處理：
- 我提供避免速率限制的策略，例如：延遲請求、IP 輪換和 User-Agent 輪換。
- 我實作了錯誤處理機制，監控 HTTP 狀態碼，並在發生錯誤時進行重試或記錄日誌。
- 這些措施確保了爬取的穩定性和可靠性，同時避免對目標網站造成過大的負擔。
5. 程式碼優化：
- 我提供的程式碼經過優化，使用了 Guzzle 和 Symfony DomCrawler 等高效能的程式庫。
- 這確保了網頁內容的快速下載和解析。
- 在程式碼裡面，圖片以及影片的下載，使用非同步的方式處理。
總結：
透過以上策略，我提供的服務能夠高效地爬取單個網頁或整個網站，提取結構化數據，同時確保合理的響應時間。您可以根據您的具體需求，進一步調整和優化這些策略，以達到最佳的爬取效能。
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